马里兰大学的工程师发现,杨树和松树中的多孔木材可以大大提高阳光中水蒸气的转化效率。这一发现发表在11月15日的杂志《焦耳》上,但马里兰大学的工程师发现,杨树和松树等树木中的多孔木材可以大大提高阳光中水蒸气转化的效率。这一发现发表在11月15日的《焦耳》杂志上,可用于一种简单廉价的生物降解净水装置。
A级材料科学与工程副教授胡说,“我认为有许多材料可以用于太阳能蒸汽发电,但木材在性能和成本方面确实脱颖而出。”詹姆斯克拉克工程学院和马里兰大学能源创新学院。
几千年来,人们一直在利用太阳能净化水,但鉴于许多地区淡水短缺,人们越来越有兴趣开发利用这种简单技术满足世界饮用水需求的技术。这个过程被称为“太阳能蒸汽发电”,包括让水流过被阳光加热的材料或设备。水蒸发成蒸汽,留下盐和污染物。
虽然可以使用不同的材料,包括石墨和铜纳米管,但胡和他的团队发现木材是有效的,但不是所有类型的木材都是平等的。在他们评估的树种中,松、杨等孔隙度较高的树种最为有效。他们观察到,密度较大的树种,如热带硬木椰子树,由于水流较少,产生的蒸汽速度较慢。他说,“就我们而言,你只需要拿一块木头,把表面烧掉。”
胡和他的团队一直在探索不同类型的木材作为太阳能蒸汽发生器。他们测试了不同密度的木块的太阳能蒸汽产生效率,每个密度都有手掌那么大,只有1或2毫米厚。为了使木材变黑以便更好地吸收阳光,他们碳化(燃烧)了每块砖的顶部,然后测量了穿过木材的水转化为蒸汽的速率。他们发现,木材的结构元素具有细孔和大通道,可以使水快速、持续地流向被太阳加热的表面,从而有效地促进加工过程。
研究人员认为,这些相同的结构元素使木材成为从海水中生产清洁淡水的优质材料。其他材料的一个常见问题是,随着水的蒸发,盐沉积物将开始在设备内部积累,这将阻塞水到顶部的路径,并阻止进一步蒸发。由于木材内部的通道直接向上和向下延伸,盐沉积可以简单地溶解到下面的水中,而不会阻塞道路。
胡认为,多孔木材有潜力在不久的将来大规模生产淡水。他设想,从加利福尼亚到新加坡到沙特阿拉伯,在盐水和阳光充足的地区,木制太阳能蒸汽发生器将被用于水处理厂。
胡锦涛说,“我们正试图进一步推广这项技术,以期最终有效地解决水问题。”
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